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2017-4-21计算机算法基础华中科技大学计算机学院韩建军 ******@. 2017-4-21 序专业基础课程: 数据结构、计算机语言操作系统、编译如何编写计算机程序: ?数据结构+算法= 程序?算法:计算机软件的“灵魂”算法是计算机科学和计算机应用的核心 2017-4-21 教材: 计算机算法基础余祥宣等编著华中科技大学出版社参考书: 算法设计与分析王晓东编著清华大学出版社计算机算法导引——设计与分析卢开澄编著清华大学出版社 Introduction To Algorithm 高教出版社, MIT Press 学时: 36+4 学时 2017-4-21 章节安排?第一章导引与基本数据结构√?第二章分治法√?第三章贪心方法√?第四章动态规划√?第五章检索与周游√?第六章回溯法⊙?第七章分枝-限界⊙?第八章 NP- 问题? 2017-4-21 第一章导引与基本数据结构 算法的定义及特性 1. 什么是算法? ★算法如数字、计算一样,是一个基本概念。★算法是解一确定类问题的任意一种特殊的方法。★在计算机科学中,算法是使用计算机解一类问题的精确、有效方法的代名词; 算法是一组有穷的规则,它规定了解决某一特定类型问题的一系列运算。 2017-4-21 2. 算法的五个重要特性确定性、能行性、输入、输出、有穷性 1)确定性:算法的每种运算必须要有确切的定义,不能有二义性。例:不符合确定性的运算? 5/0 ?将6或7与x相加?未赋值变量参与运算 2017-4-21 2)能行性算法中有待实现的运算都是基本的运算, 原理上每种运算都能由人用纸和笔在“有限”的时间内完成。例:整数的算术运算是“能行”的实数的算术运算是“不能行”的 2017-4-21 3)输入每个算法有 0个或多个输入。这些输入是在算法开始之前给出的量,取自于特定的对象集合——定义域(或值域) 4)输出一个算法产生一个或多个输出,这些输出是同输入有某种特定关系的量。 2017-4-21 5)有穷性一个算法总是在执行了有穷步的运算之后终止。计算过程:只满足确定性、能行性、输入、输出四个特性的一组规则。?算法和计算过程的区别: ?计算过程:操作系统(不终止的运行过程) ?算法是“可以终止的计算过程”?算法的时效性:只能把在相当有穷步内终止的算法投入到计算机上运行 2017-4-21 4. 我们的主要任务算法学习将涉及 5个方面的内容: 1)设计算法: 创造性的活动 2)表示算法: 思想的表示形式, SPARKS 语言 3)确认算法: 证明算法对所有可能的合法输入都能得出正确的答案。算法证明:证明算法的正确性,与语言无关程序证明:证明程序的正确性 4)分析算法: 对算法的时、空特性做定量分析,以了解算法的好坏 5)测试程序: 调试:“调试只能指出有错误,而不能指出它们不存在错误”作时空分布图:验证分析结论,优化算法设计本课程集中于学习算法的设计与分析。通过学习,掌握计算机算法设计和分析基本策略与方法,为设计更复杂、更有效的算法奠定基础